Question

某課外活動小組為探究CO₂與過量的NaOH溶液確實發(fā)生了化學反應，甲、乙、丙三位同學設計了下列三種實驗裝置，請回答下列問題：

（1）甲裝置中CO₂與過量的NaOH反應的離子方程式

CO₂+2OH^-=CO₃^2-+H₂O

．
（2）丙裝置實驗現(xiàn)象是

當NaOH溶液滴入錐形瓶之后，燒杯中的水倒吸入錐形瓶

，解釋產(chǎn)生該實驗現(xiàn)象的原因

NaOH與CO₂反應，導致錐形瓶內壓強降低，在大氣壓的作用下，燒杯中的水倒吸入錐形瓶

．
（3）甲、乙、丙同學設計的三個方案中，有一個方案在實際操作中安全性存在問題，該方案是

乙

 （填甲、乙或丙），原因是

NaOH與CO₂反應，錐形瓶內壓強降低，在大氣壓的作用下，氣球脹大，可能會發(fā)生爆炸

．
（4）請設計一個實驗檢驗生成的產(chǎn)物Na₂CO₃中的陰離子．（簡述操作步驟、所用試劑、實驗現(xiàn)象和結論．）
（5）實驗室中若需用44.8L（標準狀態(tài)）CO₂，現(xiàn)用含CaCO₃90%石灰石與足量的鹽酸反應，至少需要這種石灰石

222.2

g（結果保留一位小數(shù)）．

Answer 1

分析：探究CO₂與過量的NaOH溶液確實發(fā)生了化學反應，
（1）甲裝置中二氧化碳和過量氫氧化鈉溶液反應生成碳酸鈉和水；
（2）氫氧化鈉溶液和二氧化碳反應丙裝置中氣體壓強減小，燒杯中水倒吸到丙中；
（3）二氧化碳恒溫氫氧化鈉反應，壓強減小，氣球增大可能會爆炸；
（4）依據(jù)碳酸根離子和酸反應生成二氧化碳氣體的現(xiàn)象分析，需要注意實驗操作步驟的敘述；
（5）依據(jù)化學反應中碳元素守恒計算應用；

解答：解：（1）甲裝置中CO₂與過量的NaOH反應生成碳酸鈉和水，反應的離子方程式為：CO₂+2OH^-=CO₃^2-+H₂O；
故答案為：CO₂+2OH^-=CO₃^2-+H₂O；
（2）丙裝置中滴入氫氧化鈉溶液和二氧化碳氣體反應，丙內壓強減小，燒杯中水會倒吸到錐形瓶，
故答案：當NaOH溶液滴入錐形瓶之后，燒杯中的水倒吸入錐形瓶；NaOH與CO₂反應，導致錐形瓶內壓強降低，在大氣壓的作用下，燒杯中的水倒吸入錐形瓶；
（3）甲、乙、丙同學設計的三個方案中，乙方案在實際操作中安全性存在問題，因為氫氧化鈉滴入和二氧化碳反應后壓強減小，氣球會膨脹，有可能爆炸，
故答案為：乙；NaOH與CO₂反應，錐形瓶內壓強降低，在大氣壓的作用下，氣球脹大，可能會發(fā)生爆炸；
 （4）碳酸鈉可以利用加入鹽酸生成額一氧化碳氣體的現(xiàn)象分析，操作步驟為：取少量生成物的溶液于試管，加入鹽酸，生成無色無味的氣體，則溶液中含有CO₃^2-；
故答案為：取少量生成物的溶液于試管，加入鹽酸，生成無色無味的氣體，則溶液中含有CO₃^2-；
（5）實驗室中若需用44.8L（標準狀態(tài)）CO₂，物質的量為2mol，依據(jù)碳元素守恒得到，碳酸鈣物質的量為2mol，質量為200g；現(xiàn)用含CaCO₃90%石灰石與足量的鹽酸反應，至少需要這種石灰石質量=

200g

90%

=222.2g；
故答案為：222.2；

點評：本題考查了物質性質的實驗設計和實驗方法的應用，主要是二氧化碳和氫氧化鈉溶液的反應的產(chǎn)物實驗分析方案和實驗基本操作，裝置中的壓強變化是實驗裝置發(fā)生倒吸的原因，題目難度中等．